FR2595178A1 - EARPHONE OF THE TYPE TO BE USED OUTSIDE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN ECOUTEUR QUI POSSEDE UN BOITIER 11 DIVISE PAR UNE UNITE DE COMMANDE 12 EN DES CAVITES ANTERIEURE 18A ET POSTERIEURE 18B, UNE OUVERTURE GENERATRICE DE SONS SITUEE EN AVANT DE LA CAVITE ANTERIEURE, UNE CONDUITE 27 FAISANT SAILLIE DE LA CAVITE POSTERIEURE ET AYANT UNE LONGUEUR SENSIBLEMENT PLUS GRANDE QUE SON DIAMETRE, ET UNE ENCEINTE 31 FIXEE AU BOITIER ET COMMUNIQUANT AVEC LA CAVITE POSTERIEURE PAR UNE CONDUITE 32 DE LONGUEUR PLUS GRANDE QUE SON DIAMETRE, LA FREQUENCE DE RESONANCE DETERMINEE PAR L'ENCEINTE ET LA CONDUITE ETANT PROCHE DE LA FREQUENCE DE RESONANCE DETERMINEE PAR LA MASSE EQUIVALENTE DU SYSTEME DE VIBRATION, C'EST-A-DIRE DU DIAPHRAGME 16 ET DE LA BOBINE MOBILE 17 DE L'UNITE DE COMMANDE, ET PAR L'ELASTICITE ACOUSTIQUE DE LA CAVITE POSTERIEURE, DE SORTE QUE L'ON PEUT ABAISSER LA FREQUENCE DE RESONANCE LA PLUS BASSE DE L'ECOUTEUR TOUT EN SUPPRIMANT LA CRETE QUI N'AURAIT SINON PAS MANQUE DE SE PRODUIRE DANS LA CARACTERISTIQUE DE FREQUENCE DE L'ECOUTEUR.THE INVENTION CONCERNS A HEADPHONE WHICH HAS A BOX 11 DIVIDED BY A CONTROL UNIT 12 INTO ANTERIOR CAVITES 18A AND POSTERIOR 18B, A SOUND-GENERATING OPENING SITUATED BEFORE THE ANTERIOR CAVITY, A CONDUCTING CONVERSION 27 AND A CAVITY POST HAVING A SUBSTANTIALLY LARGER LENGTH THAN ITS DIAMETER, AND A SPEAKER 31 FIXED TO THE CASE AND COMMUNICATING WITH THE POSTERIOR CAVITY THROUGH A LENGTH 32 LARGER THAN ITS DIAMETER, THE FREQUENCY OF RESONANCE DETERMINED BY THE SPEAKER AND THE CONDUCT THE FREQUENCY OF RESONANCE DETERMINED BY THE EQUIVALENT MASS OF THE VIBRATION SYSTEM, i.e. THE DIAPHRAGM 16 AND THE MOBILE COIL 17 OF THE CONTROL UNIT, AND THE ACOUSTIC ELASTICITY OF THE POSTERIOR CAVITY, THAT THE LOWEST RESONANCE FREQUENCY OF THE EARPHONE CAN BE LOWERED WHILE REMOVING THE PEAK WHICH WOULD NOT HAVE FAILED TO OCCUR IN THE EARPHONE FREQUENCY CHARACTERISTIC.
Description
La présente invention concerne de façon générale des écouteurs et, plusThe present invention relates generally to headphones and, more
particulièrement, elle vise à améliorer les caractéristiques'acoustiques d'écouteurs du type à utiliser en plein air, c'est-à-dire à l'extérieur, dans la gamme des basses fréquences et dans la gamme des hautes fréquences. Des écouteurs du type extérieur selon la technique antérieure possèdent un boîtier logeant une unité de commande et comprenant un circuit magnétique et un système de vibration in particular, it aims to improve the acoustic characteristics of headphones of the type to be used outdoors, that is to say outdoors, in the low frequency range and in the high frequency range. Earphones of the external type according to the prior art have a housing housing a control unit and comprising a magnetic circuit and a vibration system
constitué par un diaphragme et une bobine mobile. Dans de sem- consisting of a diaphragm and a voice coil. In sem-
blables écouteurs du type pour l'extérieur, la réponse diminue pour les fréquences situées en-dessous de la fréquence de résonance headphones of the outdoor type, the response decreases for frequencies below the resonant frequency
du système de vibration et, par conséquent, il faut que la fré- of the vibration system and therefore the
quence de résonance possède une basse valeur pour améliorer la caractéristique aux basses fréquences. Pour réduire la fréquence resonance quence has a low value to improve the characteristic at low frequencies. To reduce the frequency
de résonance, il est nécessaire d'augmenter l'élasticité acous- resonance, it is necessary to increase the elasticity acous-
tique et, ou bien, la masse équivalente du système de vibration. tick and / or the equivalent mass of the vibration system.
Pour augmenter l'élasticité acoustique du système de vibration, To increase the acoustic elasticity of the vibration system,
il est nécessaire de choisir pour le diaphragme un matériau possé- it is necessary to choose a material for the diaphragm
dant une élasticité acoustique élevée et de diminuer l'épaisseur du diaphragme. Toutefois, iL existe des limites à l'élasticité acoustique du matériau qui peut être utilisé pour le diaphragme dant a high acoustic elasticity and to decrease the thickness of the diaphragm. However, there are limits to the acoustic elasticity of the material that can be used for the diaphragm.
et à la mesure dans laquelle on peut réduire l'épaisseur du dia- and the extent to which the thickness of the diameter can be reduced
phragme. En outre, Le fait d'augmenter la masse équivalente du système de vibration conduit à une détérioration de la sensibilité et des caractéristiques acoustiques de l'écouteur dans la gamme phrase. In addition, increasing the equivalent mass of the vibration system leads to a deterioration in the sensitivity and acoustic characteristics of the earpiece in the range
des hautes fréquences.high frequencies.
Pour éviter les problèmes ci-dessus indiqués, le demandeur a antérieurement proposé par exemple, comme décrit dans la demande de modèLe d'utilité japonais n 71055/1983, ayant fait l'objet d'une publication sans examen sous le n 177287/1984, qu'un casque ou un écouteur à placer dans l'oreille soit doté d'un tuyau conduisant du boîtier jusqu'à l'arrière de l'unité de commande de façon que, lorsque l'écouteur a été placé dans l'oreille, le tuyau fasse saillie hors de la conque, c'est-à-dire hors de l'oreille externe. On forme le tuyau de manière à produire une To avoid the problems indicated above, the applicant has previously proposed, for example, as described in the Japanese utility model application No. 71055/1983, which was published without examination under No. 177287/1984 , that a headset or earphone to be placed in the ear is fitted with a hose leading from the housing to the rear of the control unit so that, when the earpiece has been placed in the ear , the pipe protrudes out of the conch, that is to say out of the outer ear. The pipe is formed so as to produce a
masse équivalente s'ajoutant à la masse équivalente et à l'élas- equivalent mass added to the equivalent mass and the elastic-
ticité acoustique du système de vibration, si bien que la fréquence de résonance s'abaisse d'une manière correspondant à la masse équivalente ajoutée du tuyau. Ainsi, on peut abaisser la fréquence de résonance indépendamment de l'élasticité acoustique et de la masse équivalente du système de vibration, si bien que l'on peut améliorer la caractéristique de l'écouteur dans la gamme des acoustic ticity of the vibration system, so that the resonant frequency is lowered in a way corresponding to the added equivalent mass of the pipe. Thus, the resonant frequency can be lowered independently of the acoustic elasticity and the equivalent mass of the vibration system, so that the characteristic of the earpiece can be improved in the range of
basses fréquences. Toutefois, cette amélioration de La caracté- low frequencies. However, this improvement in the character-
ristique dans la gamme des basses fréquences nécessite qu'il existe une résistance acoustique importante en parallèle avec la masse équivalente du tuyau, par exemple du fait de la présence d'un matériau présentant une certaine résistance acoustique dans une ou plusieurs ouvertures formées dans le boîtier à l'arrière de l'unité de commande. Toutefois, dans ce cas, un circuit résonant est formé par la masse du système de vibration et l'éLasticité acoustique du boîtier à l'arrière de l'unité de commande qui est en parallèLe avec la résistance acoustique mentionnée. Du fait de l'existence d'un tel circuit de résonance, il apparaît une crête dans la caractéristique de fréquence de l'écouteur aux fréquences de 3 à 5 kHz, c'est-à-dire qu'une partie de la gamme In the low frequency range, there must be a significant acoustic resistance in parallel with the equivalent mass of the pipe, for example due to the presence of a material having a certain acoustic resistance in one or more openings formed in the housing. on the back of the control unit. However, in this case, a resonant circuit is formed by the mass of the vibration system and the acoustic elasticity of the housing at the rear of the control unit which is in parallel with the mentioned acoustic resistance. Due to the existence of such a resonance circuit, a peak appears in the frequency characteristic of the earpiece at frequencies from 3 to 5 kHz, that is to say that part of the range
des hautes fréquences est renforcée, au point que les sons métal- high frequencies is enhanced to the point that metal sounds
liques deviennent très frappants et déplaisants à entendre. En liques become very striking and unpleasant to hear. In
d'autres termes, lorsque l'on prolonge la gamme des basses fré- in other words, when we extend the range of low frequencies
quences de l'écouteur, il apparaît une crête non souhaitable dans la gamme des hautes fréquences et, inversement, lorsque l'on tente de supprimer cette crête, on ne peut étendre la gamme des basses earpiece frequencies, an undesirable peak appears in the high frequency range and, conversely, when we try to remove this peak, we cannot extend the bass range
fréquences reproductibles.reproducible frequencies.
C'est donc un but de l'invention de proposer un écouteur possédant une gamme étendue pour les basses fréquences reproductibles et dans lequel toute crête résultante de la gamme It is therefore an object of the invention to provide a listener having an extended range for reproducible low frequencies and in which any resulting peak in the range
des hautes fréquences est supprimée efficacement. high frequencies is effectively suppressed.
Plus spécialement, c'est un but de l'invention de proposer un écouteurpossédant un boîtier qui contient une unité de commande et est doté d'une ouverture génératrice de sons en avant de l'unité de commande, et un tuyau qui sort du bottier More specifically, it is an object of the invention to provide an earphone with a housing which contains a control unit and is provided with a sound-generating opening in front of the control unit, and a pipe which leaves the case.
derrière l'unité de commande afin de réduire la fréquence de réso- behind the control unit to reduce the frequency of reso-
nance la plus basse, en particulier lorsque la résistance acoustique du boîtier en arrière de l'unité de commande augmente et, de plus, lowest noise, particularly when the acoustic resistance of the housing behind the control unit increases and, moreover,
o l'extension obtenue pour la gamme des basses fréquences repro- o the extension obtained for the low frequency range repro-
ductibles ne s'accompagne pas d'un accroissement ou d'une crête ductible is not accompanied by an increase or crest
non souhaitable dans la gamme des hautes fréquences. not desirable in the high frequency range.
Selon un aspect de l'invention, un écouteur com- prend une unité de commande, un boîtier contenant l'unité de commande et possédant une ouverture génératrice de sons dans sa partie antérieure, un tuyau sortant du boîtier derrière l'unité de commande et communiquant avec l'intérieur du boîtier, ce tuyau ayant une longueur sensiblement plus grande que son diamètre, et une enceinte fixée au boîtier derrière l'unité de commande et communiquant avec l'intérieur du boîtier par l'intermédiaire d'une conduite dont La longueur est supérieure au diamètre. Dans l'ensemble précédente selon l'invention, la fréquence de résonance According to one aspect of the invention, a headset comprises a control unit, a housing containing the control unit and having a sound-generating opening in its front part, a pipe leaving the housing behind the control unit and communicating with the interior of the housing, this pipe having a length substantially greater than its diameter, and an enclosure fixed to the housing behind the control unit and communicating with the interior of the housing via a pipe whose length is greater than diameter. In the preceding assembly according to the invention, the resonance frequency
du circuit résonant constitué par la masse, ou inertie, équiva- of the resonant circuit constituted by the mass, or inertia, equivalent
lente formée par la conduite et l'élasticité acoustique formée par l'enceinte est rendue proche de la fréquence de résonance slow formed by the conduct and the acoustic elasticity formed by the enclosure is made close to the resonant frequency
qui est déterminée par la masse, ou inertie, du système de vibra- which is determined by the mass, or inertia, of the vibra-
tion contenue dans l'unité de commande et l'élasticité acoustique du boîtier en arrière de l'unité de commande, ce qui permet de tion contained in the control unit and the acoustic elasticity of the housing behind the control unit, which allows
supprimer la crête de fréquence relativement élevée qui ne man- remove the relatively high frequency peak which does not
querait pas de résulter de la résonance du boîtier en arrière would not result from the resonance of the case back
de l'unité de commande et de la masse du système de vibration. of the control unit and the mass of the vibration system.
La description suivante, conçue à titre d'illustra- The following description, intended as an illustration
tion de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexes, dans lesquels des parties et éléments correspondants sont identifiés par les mêmes numéros de référence et o: la figure 1 est une vue en section droite montrant un exemple d'un écouteur selon La technique antérieure; la figure 2 est un schéma de circuit équivalent correspondant à L'écouteur de la figure 1; la figure 3 est une vue en section droite montrant un autre exemple d'un écouteur selon la technique antérieure; la figure 4 est une vue en perspective simplifiée montrant le montage de l'écouteur de la figure 3 dans l'oreille d'un utilisateur; la figure 5 est un schéma de circuit équivalent correspondant à l'écouteur de la figure 3; la figure 6 est un graphe montrant des courbes caractéristiques d'écouteurs selon la technique antérieure; la figure 7 est une vue en section droite montrant un écouteur selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 8 est un schéma de circuit équivalent correspondant à l'écouteur de la figure 7; les figures 9 et 10 sont des graphes montrant des caractéristiques de fréquence d'écouteurs selon l'invention, en comparaison avec des écouteurs selon la technique antérieure; et la figure 11 est une vue en section droite montrant tion of the invention, aims to give a better understanding of its characteristics and advantages; it is based on the annexed drawings, in which parts and corresponding elements are identified by the same reference numbers and o: FIG. 1 is a view in cross section showing an example of an earpiece according to the prior art; Figure 2 is an equivalent circuit diagram corresponding to the earphone of Figure 1; Figure 3 is a cross-sectional view showing another example of a prior art earphone; Figure 4 is a simplified perspective view showing the mounting of the earphone of Figure 3 in the ear of a user; Figure 5 is an equivalent circuit diagram corresponding to the earpiece of Figure 3; FIG. 6 is a graph showing characteristic curves of headphones according to the prior art; FIG. 7 is a cross-section view showing an earpiece according to a first embodiment of the invention; Figure 8 is an equivalent circuit diagram corresponding to the earpiece of Figure 7; Figures 9 and 10 are graphs showing frequency characteristics of headphones according to the invention, in comparison with headphones according to the prior art; and Figure 11 is a cross-sectional view showing
un écouteur selon un deuxième mode de réalisation de L'invention. a headset according to a second embodiment of the invention.
Pour permettre une meilleure compréhension des problèmes qui vont être surmontés par l'invention, on commencera par se reporter à la figure 1, qui montre un écouteur 10 destiné To allow a better understanding of the problems which will be overcome by the invention, we will begin by referring to FIG. 1, which shows an earpiece 10 intended
à être utilisé à l'extérieur selon la technique antérieure. L'écou- to be used outdoors according to the prior art. The neck-
teur 10 comprend un boîtier 11 contenant une unité de commande 12. tor 10 comprises a housing 11 containing a control unit 12.
L'unité de commande 12 comporte un circuit magnétique formé d'une plaque magnétique 13, d'une carcasse 14 et d'un aimant 15, et un système de vibration formé d'un diaphragme 16 et d'une bobine mobile 17 qui est logée dans un entrefer apparaissant entre la carcasse 14 et l'aimant 15. L'unité de commande 12 s'étend en travers du bottier 11 au voisinage d'une ouverture génératrice de sons se trouvant à l'avant du boîtier, ce qui a pour effet de diviser l'intérieur du boîtier en une cavité antérieure 18a et une cavité postérieure 18b. Un trou 19 traverse le centre de l'unité de commande 12, et un matériau 20 présentant une certaine résistance acoustique, par exemple l'uréthanne, ou un matériau The control unit 12 comprises a magnetic circuit formed by a magnetic plate 13, a carcass 14 and a magnet 15, and a vibration system formed by a diaphragm 16 and a voice coil 17 which is housed in an air gap appearing between the carcass 14 and the magnet 15. The control unit 12 extends across the casing 11 in the vicinity of a sound-generating opening located at the front of the housing, which has the effect of dividing the interior of the housing into a front cavity 18a and a rear cavity 18b. A hole 19 passes through the center of the control unit 12, and a material 20 having a certain acoustic resistance, for example urethane, or a material
équivalent, est encastré dans le trou 19. Plusieurs trous 21 tra- equivalent, is embedded in the hole 19. Several holes 21 tra-
versent la plaque 13 de l'unité de commande 12 et sont recouverts pour the plate 13 from the control unit 12 and are covered
par un matériau 22 présentant une certaine résistance acoustique. by a material 22 having a certain acoustic resistance.
Plusieurs trous 23 sont formés dans l'arrière du boYtier 11 et la cavité postérieure 18b communique librement via ces trous 23 avec l'atmosphère environnante. Un couvercle protecteur 24 s'étend en travers de l'ouverture génératrice de sons située à l'avant Several holes 23 are formed in the rear of the housing 11 and the rear cavity 18b communicates freely via these holes 23 with the surrounding atmosphere. A protective cover 24 extends across the sound-generating opening located at the front
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du boîtier 11 afin d'empêcher que le diaphragme 16 ne soit endom- of the housing 11 in order to prevent the diaphragm 16 from being damaged
magé et il peut être formé une feuille métallique perforée interne magé and an internal perforated metal sheet can be formed
24a présentant des trous relativement grands, d'une feuille mé- 24a having relatively large holes, of a metallic sheet
tallique perforée externe 24b présentant des trous relativement petits et d'une pellicule de tissu 24c se trouvant entre les external perforated metal sheet 24b having relatively small holes and a film of fabric 24c lying between the
feuilles métalliques 24a et 24b afin d'empêcher l'entrée de pous- metal sheets 24a and 24b in order to prevent the entry of pus-
sières et d'autres éléments gênants. Des câbles conducteurs 25 partent de l'unité de commande 12 et sortent du boîtier 11 par l'intermédiaire d'une traversée, ou canon isolant, 26 situé dans and other troublesome items. Conductive cables 25 leave from the control unit 12 and leave the housing 11 via a bushing, or insulating barrel, 26 located in
un trou approprié formé dans le côté du boîtier 11. a suitable hole formed in the side of the housing 11.
Le circuit de fonctionnement acoustique de l'écou- The acoustic operating circuit of the
teur 10 du type pour l'extérieur décrit ci-dessus en relation avec la figure I peut être exprimé par le circuit équivalent de La figure 2. Plus particulièrement, le système de vibration de l'unité de commande 12 est représenté par un circuit série d'une masse, ou inertie, équivalente Md, d'une élasticité acoustique Cd et d'une résistance acoustique Rd. La force permettant de donner tor 10 of the type for the exterior described above in relation to FIG. I can be expressed by the equivalent circuit of FIG. 2. More particularly, the vibration system of the control unit 12 is represented by a serial circuit an equivalent mass or inertia Md, an acoustic elasticity Cd and an acoustic resistance Rd. The force used to give
un mouvement vers l'avant et l'arrière au diaphragme 16 est repré- forward and backward movement at the diaphragm 16 is shown
sentée par une source de tension Vs, et Ra est la résistance acoustique offerte au passage de sons au travers du matériau de résistance acoustique 20 placé dans le trou 19 et du matériau de résistance acoustique 22 couvrant les trous 21 de L'unité de sensed by a voltage source Vs, and Ra is the acoustic resistance offered to the passage of sounds through the acoustic resistance material 20 placed in the hole 19 and the acoustic resistance material 22 covering the holes 21 of the unit
commande 12. Dans le circuit équivalent de la figure 2, le sys- command 12. In the equivalent circuit of figure 2, the system
tème acoustique postérieur est représenté par un circuit parallèle posterior acoustic teme is represented by a parallel circuit
formé d'une élasticité acoustique Cb et d'une résistance acous- formed of an acoustic elasticity Cb and an acous resistance
tique Rb de la cavité postérieure 18b. En outre, sur la figure 2, l'élasticité acoustique, la masse équivalente et la résistance acoustique du trou de l'oreille externe dans lequel l'écouteur 10 tick Rb of the posterior cavity 18b. In addition, in FIG. 2, the acoustic elasticity, the equivalent mass and the acoustic resistance of the hole of the external ear in which the earpiece 10
est inséré sont représentées respectivement par Ccup, Mcup et Rcup. is inserted are represented by Ccup, Mcup and Rcup respectively.
Puisque aucun matériau résistant ne couvre ou ne gêne d'une quelconque autre manière le passage du son par les trous 23 de l'arrière du boîtier 11, la résistance acoustique Rb de la cavité postérieure 18b est si petite qu'elle peut être ignorée en comparaison de la résistance acoustique Ra. De même, Since no resistant material covers or otherwise obstructs the passage of sound through the holes 23 of the rear of the housing 11, the acoustic resistance Rb of the posterior cavity 18b is so small that it can be ignored by comparison of the acoustic resistance Ra. Likewise,
l'élasticité acoustique Cb de la cavité postérieure 18b peut éga- the acoustic elasticity Cb of the posterior cavity 18b can also
lement être ignorée du fait de l'existence des trous 23 non recou- be ignored due to the existence of holes 23 not covered
verts. Ainsi, le circuit équivalent de la figure 2 peut être green. Thus, the equivalent circuit of FIG. 2 can be
considéré comme un circuit résonant série formé de la masse équi- considered as a series resonant circuit formed by the equilibrium mass
valente Md, de l'élasticité acoustique Cd et des résistances acous- valente Md, the acoustic elasticity Cd and the resistances
tiques Rd et Ra du système de vibration. La fréquence de résonance f0 peut donc s'exprimer de la manière suivante: fo = 1/(21.VM) (1) Dans l'écouteur du type pour l'extérieur selon la technique antérieure qui est représenté sur la figure 1, la réponse diminue pour les fréquences situées au-dessous de la fréquence de résonance fo0 du système de vibration. Ainsi, il est souhaitable que la fréquence de résonance fo0 puisse être rendue aussi petite ticks Rd and Ra of the vibration system. The resonant frequency f0 can therefore be expressed as follows: fo = 1 / (21.VM) (1) In the earphone of the type for the exterior according to the prior art which is represented in FIG. 1, the response decreases for frequencies below the resonance frequency fo0 of the vibration system. Thus, it is desirable that the resonance frequency fo0 can be made as small
que possible pour améliorer la caractéristique des basses fréquences. as possible to improve the characteristic of low frequencies.
Comme cela résulte de l'équation (1), on peut diminuer la fréquence de résonance fo0 en augmentant l'élasticité acoustique Cd, ou bien, la masse équivalente Md du système de vibration. Pour augmenter As follows from equation (1), the resonant frequency fo0 can be reduced by increasing the acoustic elasticity Cd, or else the equivalent mass Md of the vibration system. To increase
l'élasticité acoustique Cd du système de vibration, il est néces- the acoustic elasticity Cd of the vibration system, it is necessary
saire de choisir un matériau à résistance élastique élevée pour choose a material with high elastic resistance for
le diaphragme 16 et, ou bien, de diminuer l'épaisseur du diaphragme. the diaphragm 16 and, or else, to decrease the thickness of the diaphragm.
Toutefois, il existe des limites à l'élasticité acoustique des matériaux que l'on peut employer pour le diaphragme, ainsi qu'à However, there are limits to the acoustic elasticity of the materials that can be used for the diaphragm, as well as to
la mesure dans laquelle on peut réduire l'épaisseur du diaphragme 16. the extent to which the thickness of the diaphragm 16 can be reduced.
En outre, le fait d'augmenter la masse équivalente Md du système de vibration produit une détérioration de la sensibilité et de la caractéristique acoustique de l'écouteur 10 dans la gamme des In addition, the fact of increasing the equivalent mass Md of the vibration system produces a deterioration in the sensitivity and the acoustic characteristic of the earpiece 10 in the range of
hautes fréquences.high frequencies.
On se reporte maintenant à la figure 3. On peut y We now refer to Figure 3. We can
voir que, pour éviter les problèmes ci-dessus présentés, la deman- see that, to avoid the above problems, the request
deresse a antérieurement proposé dans le modèle d'utilité japonais publié sans examen sous le n 177287/1984, qui a été cité ci-dessus, de produire un écouteur 10' doté d'un tuyau 27 partant du boîtier 11' et communiquant avec la cavité postérieure 18'b du boîtier. Comme représenté sur la figure 4, on voit que l'écouteur 10' est destiné à être inséré dans l'oreille externe E de l'utilisateur de manière qu'une partie terminale du tuyau 27 fasse saillie à l'extérieur de la conque. Les parties de l'écouteur 10' qui sont identiques à des parties de l'écouteur 10 précédemment décrit en relation avec la figure 1 sont identifiées par les mêmes numéros de référence et deresse previously proposed in the Japanese utility model published without examination under the number 177287/1984, which was cited above, to produce a 10 'earphone with a hose 27 starting from the housing 11' and communicating with the rear cavity 18'b of the housing. As shown in Figure 4, we see that the earpiece 10 'is intended to be inserted into the outer ear E of the user so that an end portion of the pipe 27 protrudes outside the shell. The parts of the earpiece 10 'which are identical to parts of the earpiece 10 previously described in relation to FIG. 1 are identified by the same reference numbers and
on ne répétera pas une description détaillée de ceux-ci. we will not repeat a detailed description of these.
On notera que, dans l'écouteur 10', les trous ou ouvertures 21 ménagés dans la plaque 13 sont découverts, c'est- à-dire que l'on a omis le matériau de résistance acoustique 22 It will be noted that, in the earpiece 10 ′, the holes or openings 21 formed in the plate 13 are uncovered, that is to say that the acoustic resistance material 22 has been omitted
de la figure 1, si bien que la résistance acoustique Ra est sensi- of FIG. 1, so that the acoustic resistance Ra is sensitive
blement nulle. Toutefois, on a appliqué un matériau de résistance acoustique 28 à chacun des trous ou ouvertures 23 se trouvant au niveau de la partie arrière sensiblement tronconique du boîtier 11', si bien que la résistance acoustique Rb est ainsi fixée à une valeur badly zero. However, an acoustic resistance material 28 was applied to each of the holes or openings 23 located at the substantially frustoconical rear part of the housing 11 ′, so that the acoustic resistance Rb is thus fixed at a value
suffisante, pour une raison qui sera indiquée en détail ci-après. sufficient, for a reason which will be indicated in detail below.
Une bague élastique 29 de caoutchouc, ou d'un maté- An elastic ring 29 of rubber, or of a material
riau analogue, est placée autour de l'ouverture génératrice de sons située à l'avant du boîtier 11' afin d'empêcher des fuites sonores entre la plaque 13 et le boîtier 1l' et entre la plaque 13 et le couvercle protecteur 24. Des ouvertures 30 sont ménagées dans la partie terminale du tuyau 27 éloignée du boîtier 11'. Le tuyau 27 a une longueur sensiblement plus grande que son diamètre, par exemple une longueur de 12 mm et un diamètre de 2,2 mm, auquel cas le tuyau 27 peut être représenté par une masse équivalente Mduct riau analog, is placed around the sound-generating opening located at the front of the housing 11 'to prevent sound leakage between the plate 13 and the housing 11' and between the plate 13 and the protective cover 24. Des openings 30 are formed in the end part of the pipe 27 remote from the housing 11 '. The pipe 27 has a length substantially greater than its diameter, for example a length of 12 mm and a diameter of 2.2 mm, in which case the pipe 27 can be represented by an equivalent mass Mduct
s'ajoutant au circuit série de la masse équivalente Mt, de l'élas- adding to the series circuit the equivalent mass Mt, the elastic-
ticité acoustique Cd et des résistances acoustiques Rd et Ra du système de vibration. Ainsi, la fréquence de résonance fO diminue acoustic tness Cd and acoustic resistances Rd and Ra of the vibration system. Thus, the resonant frequency fO decreases
d'une quantité correspondant à la masse équivalente Mduct ajoutée. by an amount corresponding to the equivalent mass Mduct added.
On obtient cette réduction de la fréquence de résonance fo indépen- This reduction in the independent resonance frequency fo is obtained.
damment de l'élasticité acoustique Cd et de la masse équivalente Md du système de vibration afin d'améliorer la caractéristique de especially the acoustic elasticity Cd and the equivalent mass Md of the vibration system in order to improve the characteristic of
l'écouteur dans la gamme des basses fréquences. the earpiece in the low frequency range.
Il faut noter que l'on peut réduire la fréquence de résonance la plus basse fo de l'écouteur 10' en produisant un tuyau 27 tel que ci-dessus décrit dans le seul cas o la résistance acoustique Rb qui est en parallèle avec La masse équivalente Mduct du tuyau 27 est sensiblement supérieure à zéro. En d'autres termes, pour réaliser l'effet de la masse équivalente Mduct d'une manière sensible, il faut augmenter la résistance acoustique Rb en plaçant It should be noted that the lowest resonance frequency fo of the earpiece 10 ′ can be reduced by producing a pipe 27 as described above in the only case where the acoustic resistance Rb which is in parallel with the ground equivalent Mduct of pipe 27 is substantially greater than zero. In other words, to achieve the effect of the equivalent mass Mduct in a sensitive way, it is necessary to increase the acoustic resistance Rb by placing
le matériau de résistance acoustique 28 au-dessus des ouvertures 23. the acoustic resistance material 28 above the openings 23.
Par exemple, comme représenté sur la figure 6, lorsqu'on augmente La résistance acoustique Rb en changeant de manière appropriée le matériau, l'épaisseur, ou un paramètre analogue, du matériau de résistance acoustique 28 associé aux ouvertures 23, La courbe caractéristique de l'écouteur varie, comme indiqué par les courbes A, B et C. Toutefois, lorsque L'on augmente la résistance acoustique Rb, un circuit résonant est formé par l'élasticité acoustique Cb, qui est en parallèLe avec la résistance acoustique Rb, et la masse Md du système de vibration. Du fait d'un tel circuit résonant, il For example, as shown in FIG. 6, when the acoustic resistance Rb is increased by appropriately changing the material, the thickness, or a similar parameter, of the acoustic resistance material 28 associated with the openings 23, the characteristic curve of the earpiece varies, as indicated by curves A, B and C. However, when the acoustic resistance Rb is increased, a resonant circuit is formed by the acoustic elasticity Cb, which is in parallel with the acoustic resistance Rb, and the mass Md of the vibration system. Due to such a resonant circuit, it
apparaît une crête dans la caractéristique de fréquence de l'écou- a peak appears in the frequency characteristic of the listening
teur pour les fréquences de 3 à 5 kHz, c'est-à-dire qu'une partie de la gamme des hautes fréquences est renforcée, comme représenté sur la figure 6, si bien que les sons métalliques deviennent très tor for frequencies from 3 to 5 kHz, that is to say that a part of the high frequency range is reinforced, as shown in FIG. 6, so that the metallic sounds become very
frappants et déplaisants à entendre. Ainsi, dans le cas de l'écou- striking and unpleasant to hear. So, in the case of listening
teur selon la technique antérieure tel que représenté sur la figure 3, lorsque l'on prolonge vers le bas la gamme des basses fréquences de l'écouteur, il apparaît une crête non souhaitable dans la gamme des hautes fréquences, tandis que, lorsque l'on supprime cette crête, on ne peut plus étendre la gamme des basses fréquences reproductibles. According to the prior art as shown in FIG. 3, when the range of the low frequencies of the earpiece is extended downwards, an undesirable peak appears in the range of high frequencies, while, when the we remove this peak, we can no longer extend the range of reproducible low frequencies.
On se reporte maintenant à la figure 7, qui repré- We now refer to Figure 7, which represents
sente un écouteur 10A selon un mode de réalisation de l'invention, feels a 10A earpiece according to an embodiment of the invention,
lequel est généralement analogue à l'écouteur 10' décrit en rela- which is generally analogous to the earpiece 10 'described in rela-
tion avec la figure 3, les parties correspondantes étant identi- tion with figure 3, the corresponding parts being identi-
fiées par les mêmes numéros de référence. Comme précédemment, le relied on by the same reference numbers. As before, the
boîtier 11' possède une partie postérieure approximativement tron- housing 11 ′ has an approximately truncated rear part
conique et, dans le cas de l'écouteur 10A, une enceinte approxi- conical and, in the case of the 10A earpiece, an approx.
mativement cylindrique 31 est convenablement fixée au centre de cette partie postérieure tronconique du boîtier 11'. L'enceinte 31 et la cavité postérieure 18'b du boîtier 11 communiquent entre elles par l'intermédiaire d'une conduite 32 qui entre centralement dans l'enceinte 31. Une ouverture 33 est ménagée dans la partie centrale de la paroi postérieure de l'enceinte 31, et un matériau de résistance acoustique 34, par exemple l'uréthanne ou un matériau matively cylindrical 31 is suitably fixed to the center of this frustoconical rear part of the housing 11 '. The enclosure 31 and the rear cavity 18'b of the housing 11 communicate with each other by means of a pipe 32 which enters centrally in the enclosure 31. An opening 33 is formed in the central part of the rear wall of the enclosure 31, and an acoustic resistance material 34, for example urethane or a material
équivalent, s'étend dans cette ouverture 33. equivalent, extends in this opening 33.
Dans un exemple pratique de l'écouteur 10A selon l'invention, l'aimant 15 de l'unité de commande 12' est formé en cobalt-samarium, et le diaphragme 16 est fait d'une pellicule de In a practical example of the earpiece 10A according to the invention, the magnet 15 of the control unit 12 'is formed of cobalt-samarium, and the diaphragm 16 is made of a film of
polyethylène ayant une épaisseur de 6 pm. Le tuyau 27 a un dia- polyethylene having a thickness of 6 µm. Pipe 27 has a diameter
mètre de 2,2 mm et une longueur de 12 mm, tandis que la conduite 32 a également une longueur plus grande que son diamètre, par exemple une longueur de 1,5 mm et un diamètre de 1 mm. Enfin, l'enceinte 31 possède un volume interne de 70 mm3 On se reporte maintenant à la figure 8, o l'on peut voir le circuit équivalent acoustique de l'écouteur 10A selon l'invention, lequel diffère de celui présenté sur la figure 5 pour l'écouteur 10' de la technique antérieure du fait de l'adjonction meter of 2.2 mm and a length of 12 mm, while the pipe 32 also has a length greater than its diameter, for example a length of 1.5 mm and a diameter of 1 mm. Finally, the enclosure 31 has an internal volume of 70 mm3. We now refer to FIG. 8, where we can see the acoustic equivalent circuit of the earpiece 10A according to the invention, which differs from that presented in the figure. 5 for the earpiece 10 ′ of the prior art due to the addition
à ce dernier d'une masse équivalente Mtt, d'une élasticité acous- to the latter of an equivalent mass Mtt, of an elasticity acous-
tique Ctt et d'une résistance acoustique Rtt correspondant à la tick Ctt and an acoustic resistance Rtt corresponding to the
conduite 32, à l'enceinte 31 et à l'ouverture 33 respectivement. line 32, enclosure 31 and opening 33 respectively.
Sur la figure 8, comme sur la figure 5, la masse équivalente Mduct In FIG. 8, as in FIG. 5, the equivalent mass Mduct
du tuyau 27 s'ajoute au circuit série constitué de la masse équi- of the hose 27 is added to the series circuit consisting of the earth
valente Md, de l'élasticité acoustique Cd et de la résistance acous- valente Md, the acoustic elasticity Cd and the resistance
tique Rd du système de vibration, si bien que la fréquence de résonance la plus basse fo0 diminue en relation avec la quantité ajoutée de la masse équivalente Mduct Un tel abaissement de la fréquence de résonance la plus basse fo0 par la masse équivalente tick Rd of the vibration system, so that the lowest resonant frequency fo0 decreases in relation to the added amount of the equivalent mass Mduct Such a lowering of the lowest resonant frequency fo0 by the equivalent mass
ajoutée Mduct est rendu possible par la valeur notable de la résis- added Mduct is made possible by the notable value of the resistance
tance acoustique Rb qui résulte du matériau de résistance acous- acoustic resistance Rb which results from the material of resistance
tique 28 couvrant les ouvertures 23. Toutefois, en raison de la masse équivalente Mtt formée par la conduite 32, de l'élasticité tick 28 covering the openings 23. However, due to the equivalent mass Mtt formed by the pipe 32, the elasticity
acoustique Ctt formée par l'enceinte 31 et de la résistance acous- acoustic Ctt formed by the enclosure 31 and the resistance
tique Rtt formée par l'ouverture 33 couverte du matériau de résis- tick Rtt formed by the opening 33 covered with the resistance material
tance acoustique 34, la crête qui n'aurait sinon pas manqué de se produire dans la gamme des fréquences de 3 à 5 kHz par la résonance existant entre la masse équivalente M du système de vibration et acoustic tance 34, the peak which would otherwise have occurred in the frequency range 3 to 5 kHz by the resonance existing between the equivalent mass M of the vibration system and
l'élasticité acoustique Cb de la cavité postérieure 18'b est sup- the acoustic elasticity Cb of the posterior cavity 18'b is greater
primée. Plus spécialement, un circuit résonant est formé par la masse équivalente Mtt de la conduite 32 et l'élasticité acoustique Ctt de l'enceinte 31. Ainsi, l'impédance aux bornes du circuit constitué de la masse équivalente Mtt, de l'élasticité acoustique Ctt et de la résistance acoustique Rtt diminue à la fréquence de résonance de ce circuit résonant. C'est pourquoi, en choisissant la fréquence de résonance du circuit résonant formé par la masse équivalente Mtt et l'élasticité acoustique Ctt à une valeur proche de la fréquence de résonance du circuit constitué par la masse équivalente Md du système de vibration et l'élasticité acoustique Cb de la cavité postérieure 18'b, on peut supprimer de manière commode la crête qui n'aurait pas sinon manqué d'être produite par la masse équivalente Md et l'élasticité award-winning. More specifically, a resonant circuit is formed by the equivalent mass Mtt of the pipe 32 and the acoustic elasticity Ctt of the enclosure 31. Thus, the impedance across the circuit consisting of the equivalent mass Mtt, of the acoustic elasticity Ctt and the acoustic resistance Rtt decreases at the resonance frequency of this resonant circuit. This is why, by choosing the resonance frequency of the resonant circuit formed by the equivalent mass Mtt and the acoustic elasticity Ctt at a value close to the resonance frequency of the circuit constituted by the equivalent mass Md of the vibration system and the acoustic elasticity Cb of the posterior cavity 18'b, it is possible to conveniently remove the crest which would not have otherwise failed to be produced by the equivalent mass Md and the elasticity
acoustique Cb dans la gamme des fréquences de 3 à 5 kHz. acoustics Cb in the frequency range 3 to 5 kHz.
Comme on peut le voir sur la figure 9, o la courbe D1 en trait continu représente la caractéristique de fréquence de l'écouteur 10A selon un mode de réalisation de l'invention et la courbe DO en trait interrompu représente la caractéristique de fréquence de l'écouteur 10' selon la technique antérieure tel que représenté sur la figure 3, la crête apparaissant dans la gamme des fréquences de 3 à 5 kHz pour l'écouteur selon la technique antérieure est sensiblement supprimée dans le cas de l'écouteur 10A selon l'invention. Les courbes DO et D1 de la figure 9 représentent respectivement les caractéristiques de fréquence des écouteurs 10' As can be seen in FIG. 9, where the curve D1 in solid line represents the frequency characteristic of the earpiece 10A according to an embodiment of the invention and the curve DO in broken line represents the frequency characteristic of l 'earpiece 10' according to the prior art as shown in Figure 3, the peak appearing in the frequency range from 3 to 5 kHz for the earpiece according to the prior art is substantially eliminated in the case of the earpiece 10A according to l 'invention. The curves DO and D1 in FIG. 9 respectively represent the frequency characteristics of the earphones 10 '
et 10A, dans la mesure o ces écouteurs 10' et 10A possèdent sen- and 10A, insofar as these 10 'and 10A headphones have
siblement les mêmes valeurs pour la résistance acoustique Rb. roughly the same values for the acoustic resistance Rb.
Toutefois, si cela est souhaitable, on peut augmenter sensiblement la résistance acoustique Rb de l'écouteur 10A selon l'invention par rapport à la résistance acoustique Rb de l'écouteur ' selon la technique antérieure, de manière à réduire plus encore However, if this is desirable, the acoustic resistance Rb of the earpiece 10A according to the invention can be significantly increased compared to the acoustic resistance Rb of the earpiece according to the prior art, so as to further reduce
la fréquence de résonance la plus basse fo de l'écouteur 10A cons- the lowest resonant frequency fo of the earphone 10A is
tituant un mode de réalisation de l'invention sans augmenter la crête de la gamme des fréquences de 3 à 5 kHz au-delà de celle apparaissant dans la caractéristique de fréquence de l'écouteur 10' selon la technique antérieure. Ainsi, par exemple, sur la figure 10, la courbe D2 indique la caractéristique de fréquence d'un écouteur selon l'invention o la résistance acoustique Rb a été augmentée au-delà de la valeur correspondante de la résistance acoustique Rb de l'écouteur 10' selon la technique antérieure représenté sur la figure 3 et possédant la caractéristique de fréquence de la courbe DO. Il résulte clairement d'une comparaison entre les courbes DO et D2 que, si les crêtes de la gamme des fréquences de 3 à 5 kHz peuvent être presque égales pour les écouteurs selon l'invention et selon la technique antérieure, on peut constituting an embodiment of the invention without increasing the peak of the frequency range from 3 to 5 kHz beyond that appearing in the frequency characteristic of the earpiece 10 'according to the prior art. Thus, for example, in FIG. 10, the curve D2 indicates the frequency characteristic of a headphone according to the invention where the acoustic resistance Rb has been increased beyond the corresponding value of the acoustic resistance Rb of the headphone 10 'according to the prior art shown in Figure 3 and having the frequency characteristic of the DO curve. It clearly results from a comparison between the curves DO and D2 that, if the peaks of the frequency range from 3 to 5 kHz can be almost equal for the headphones according to the invention and according to the prior art, it is possible to
abaisser la fréquence de résonance la plus basse fo pour l'écou- lower the lowest resonant frequency fo for listening
teur selon l'invention par rapport à l'écouteur selon la technique tor according to the invention compared to the headphone according to the technique
antérieure, par exemple à 100 Hz par comparaison avec 150 Hz. earlier, for example at 100 Hz compared to 150 Hz.
Alors que la figure 7 montre l'invention matéria- While Figure 7 shows the invention material-
lisée sous forme d'un écouteur dans lequel l'enceinte 31 possède une ouverture, ou trou, 33 dans sa face postérieure, qui est revêtue par le matériau de résistance acoustique 34, il faut comprendre que l'invention peut également être matérialisée dans un écouteur 10B tel que présenté sur la figure 11 et o l'enceinte 31' définit une chambre fermée qui ne communique qu'avec la cavité read in the form of an earpiece in which the enclosure 31 has an opening, or hole, 33 in its rear face, which is coated with the acoustic resistance material 34, it should be understood that the invention can also be embodied in a earpiece 10B as shown in Figure 11 and o the enclosure 31 'defines a closed chamber which communicates only with the cavity
postérieure 18'b du boîtier 11' par l'intermédiaire de la con- rear 18'b of the housing 11 'via the connector
duite 32. A part ce qui vient d'être énoncé, c'est-à-dire à part l'omission du trou 33 et du matériau de résistance acoustique 34 dans l'enceinte 31', l'écouteur lOB est sensiblement identique à l'écouteur 10A et ses diverses parties sont identifiées par les pick 32. Apart from what has just been stated, that is to say apart from the omission of the hole 33 and of the acoustic resistance material 34 in the enclosure 31 ′, the earphone lOB is substantially identical to the 10A earpiece and its various parts are identified by the
mêmes numéros de référence.same reference numbers.
Dans le cas de l'écouteur lOB représenté sur la figure 11, lorsque le volume de l'enceinte 31' est 70 mm3 et que la valeur de la résistance acoustique Rb est augmentée de la même manière que pour l'écouteur représenté par la courbe D2 de la figure 10, la caractéristique de fréquence de l'écouteur est représentée par la courbe D3. En d'autres termes, le fait In the case of the earphone lOB represented in FIG. 11, when the volume of the enclosure 31 'is 70 mm3 and the value of the acoustic resistance Rb is increased in the same way as for the earphone represented by the curve D2 of figure 10, the frequency characteristic of the earpiece is represented by the curve D3. In other words, the fact
d'enlever le trou,ou ouverture,33 dans l'enceinte 31 de l'écou- to remove the hole, or opening, 33 in the enclosure 31 of the drain
teur 10A a pour effet de décaler la crête de la gamme des fré- 10A has the effect of shifting the crest of the range of
quences de 3 à 5 kHz à une fréquence voisine de 2 kHz. Un tel déplacement de la crête de la caractéristique de fréquence tend à rendre les sons métalliques moins remarquables. Si on augmente le volume de l'enceinte 31' de l'écouteur lOB jusqu'à 300 mm, la caractéristique de fréquence devient celle indiquée par la frequencies from 3 to 5 kHz at a frequency close to 2 kHz. Such displacement of the peak of the frequency characteristic tends to make the metallic sounds less remarkable. If the volume of the speaker 31 'of the lOB earpiece is increased to 300 mm, the frequency characteristic becomes that indicated by the
courbe D4 de la figure 10. Dans ce cas, la crête est moins pro- curve D4 in Figure 10. In this case, the peak is less pro-
noncée et la caractéristique de fréquence est quelque peu aplatie. uttered and the frequency characteristic is somewhat flattened.
Toutefois, pour obtenir une enceinte d'un volume de 300 mm3, However, to obtain an enclosure with a volume of 300 mm3,
il faut accroître l'enceinte à un degré non souhaitable. the enclosure must be increased to an undesirable degree.
Alors que l'invention a été décrite ci-dessus dans son application à des écouteurs du type à mettre dans l'oreille, et que les écouteurs sont placés au voisinage de l'entrée de l'orifice de l'oreille externe, il faut noter que l'invention peut être appliquée de façon analogue à des écouteurs destinés à un milieu fermé, c'est-à-dire des écouteurs destinés à être While the invention has been described above in its application to headphones of the type to be put in the ear, and the headphones are placed near the entrance to the orifice of the outer ear, it is necessary note that the invention can be applied analogously to headphones intended for a closed environment, that is to say headphones intended to be
utilisés à l'intérieur. En outre, on obtiendra tout particuliè- used indoors. In addition, we will obtain particularly
rement les effets souhaitables de l'invention lorsqu'on l'appli- the desirable effects of the invention when applied
quera à des écouteurs stéréophoniques associés respectivement quera associated stereo headphones respectively
à l'oreille droite et à l'oreille gauche de l'auditeur. to the right ear and the left ear of the listener.
En résumé, on notera que le circuit résonant cons- In summary, it will be noted that the resonant circuit cons-
titué de la masse équivalente Mtt formée par la conduite 32 et de with the equivalent mass Mtt formed by line 32 and
l'élasticité acoustique Ctt formée par l'enceinte 31 ou 31' pos- the acoustic elasticity Ctt formed by the enclosure 31 or 31 'pos-
sède une fréquence de résonance qui est fixée à une valeur proche de la fréquence de résonance de l'élasticité acoustique Cb de la sedes a resonant frequency which is fixed at a value close to the resonant frequency of the acoustic elasticity Cb of the
cavité postérieure 18'b et de la masse Md du système de vibration. posterior cavity 18'b and mass Md of the vibration system.
En raison de ce qui vient d'être énoncé, la crête de la caracté- Because of what has just been stated, the crest of the character-
ristique de fréquence qui est due à la résonance entre la cavité postérieure et la masse du système de vibration est supprimée dans frequency ristic which is due to the resonance between the posterior cavity and the mass of the vibration system is suppressed in
une certaine mesure. Ainsi, il est possible d'améliorer la carac- some measure. Thus, it is possible to improve the character-
téristique pour les hautes fréquences et on peut augmenter la résistance acoustique Rb pour diminuer la fréquence de résonance teristic for high frequencies and we can increase the acoustic resistance Rb to decrease the resonant frequency
la plus basse fO.the lowest fO.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'ima- Of course, those skilled in the art will be able to ima-
giner, à partir de l'écouteur dont la description vient d'être giner, from the earpiece whose description has just been
donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diversesvariantes et modifications ne sortant pas du cadre de given for illustrative purposes only and in no way limitative, various variants and modifications not beyond the scope of
l'invention.the invention.
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